[发明专利]一种基于无间断连续收集计算页岩含气量的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及页岩储层领域，尤其涉及一种基于无间断连续收集计算页岩含气量的装置和方法。

背景技术

页岩气是一种存在于页岩中，自生自储的非常规天然气资源。评价页岩是否具有工业化储量，含气量是一个非常重要的参数。要有效地评价某地区是否具有工业化的前景，必须建立准确的含气量评价数据，这些含气量数据用于储层评价、资源评价和生产预测。因此，要了解页岩含气量，必须准确测试含气量，页岩气含气量测试设备的准确性与稳定性就成为了解吸法测试中的核心问题，利用页岩气含气量测试设备精准记录包括温度、压力及页岩气解吸情况的现场实验数据成为能否成功利用解吸法测试获得页岩含气量大小的关键。

目前，页岩含气量测试设备采用的测试方法有电子计量法与人工计量法。采用人工计量的方式测试人员劳动强度大，且人工读数采集的数据不连续，读数误差大，逐渐被电子计量方式代替。利用电子计量法的主要包括流量计计量法、重量换算法以及磁致伸缩传感器液位测试法等。但上述方法仍然存在以下问题：有的解吸气测定过程自动化程度低，需要人工干预过，检测数据会间断；有的仪器设备过于庞大，不便于运送到现场工作；有的未考虑温度压力对气体测定结果的影响，误差比较大；有的无法多组同时测量，很大程度上影响了现场测试效率，对损失气估算也会产生一定的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种能连续准确测试，无需人工干预，自动化程度高的基于无间断连续收集计算页岩含气量的装置和方法。

本发明的实施例提供一种基于无间断连续收集计算页岩含气量的装置，包括两集气瓶，两集气瓶中均设有液位传感器和压力传感器，两集气瓶均连接十通阀，所述十通阀连接解吸罐，两集气瓶通过十通阀的阀位变换交替连通解吸罐，进而实现连续集气，所述解吸罐中设有温度传感器，所述温度传感器、压力传感器和液位传感器均连接控制器，所述液位传感器实时测量集气瓶的压强差，所述压力传感器实时测量解吸罐和集气瓶连通空间的系统压力，所述温度传感器实时测量解吸罐的温度，所述控制器对温度传感器、压力传感器和液位传感器测量的数据进行分析换算，进而得到标准状态下页岩的含气量。

进一步，所述液位传感器包括上采样头和下采样头，所述液位传感器的上采样头实时测量集气瓶中页岩气的压强，所述液位传感器的下采样头实时测量集气瓶中水的压强，通过页岩气和水的压强差得到集气瓶中水的高度。

进一步，所述液差传感器的量程为0-3Kpa，采用4-20毫安电流输出信号，采样率为200HZ；所述压力传感器的量程为0-120KPa，采用4-20毫安电流输出信号，采样率为200HZ；所述温度传感器的量程为0-120℃，采用4-20毫安电流输出信号，采样率为200HZ。

进一步，所述两集气瓶为一大集气瓶和一小集气瓶。

一种基于无间断连续收集计算页岩含气量的装置进行页岩气含量计算的方法，包括以下步骤：

S1.使大集气瓶和小集气瓶中均充满水；

S2.解吸罐连通小集气瓶，小集气瓶开始集气，所述温度传感器实时记录解吸罐的温度数据，所述液差传感器实时记录小集气瓶中的压强差，所述压力传感器实时记录系统压力，所述控制器将小集气瓶中的压强差换算为页岩气的体积，并记录此时产生的页岩气的体积V₀；

S3.小集气瓶集气结束，第一次切换十通阀，使解吸罐连通大集气瓶，大集气瓶开始集气，所述温度传感器实时记录解吸罐的温度数据，所述液差传感器实时记录大集气瓶中的压强差，所述压力传感器实时记录系统压力，所述控制器将大集气瓶中的压强差换算为页岩气的体积，并记录此时产生的页岩气的体积V₁；

S4.大集气瓶集气结束，第二次切换十通阀，使解吸罐连通小集气瓶，小集气瓶开始集气，所述温度传感器实时记录解吸罐的温度数据，所述液差传感器实时记录小集气瓶中的压强差，所述压力传感器实时记录系统压力，所述控制器将小集气瓶中的压强差换算为页岩气的体积，并记录此时产生的页岩气的体积V₂；

S5.重复步骤S3-S4至每小时产生的页岩气的体积小于5毫升，然后到步骤S6；

S6.若解吸罐连通大集气瓶,第n次切换十通阀，使解吸罐连通小集气瓶，所述温度传感器实时记录解吸罐的温度数据，所述液差传感器实时记录小集气瓶中的压强差，所述压力传感器实时记录系统压力，至解吸实验结束，所述控制器将小集气瓶中的压强差换算为页岩气的体积，并记录此时产生的页岩气的体积V_n；